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閥門驅(qū)動(dòng)裝置種類及特點(diǎn)
[ 2016-08-05 ]
閥門驅(qū)動(dòng)裝置為用來操作閥門并與閥門相連接的一種裝置。該裝置可以用手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)或其組合形式的動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)過程可由行程、轉(zhuǎn)矩或軸向推力的大小來控制。閥門驅(qū)動(dòng)裝置的選擇要在充分了解閥門驅(qū)動(dòng)裝置的種類及性能的基礎(chǔ)上，取決于閥門的種類、裝置的工作規(guī)范及閥門在管線或裝置上的位置。
目前我國(guó)主要有兩項(xiàng)閥門驅(qū)動(dòng)裝置的連接標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 12222《多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動(dòng)裝置的連接》和GB/T12223《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動(dòng)裝置的連接》，該兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別等效采用了ISO 5210和ISO5211標(biāo)準(zhǔn)。
《多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動(dòng)裝置的連接》主要適用于閘閥、截止閥、節(jié)流閥和隔膜閥用驅(qū)動(dòng)裝置與閥門的連接尺寸。
《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動(dòng)裝置的連接》主要適用于球閥、蝶閥和旋塞閥用驅(qū)動(dòng)裝置與閥門的連接尺寸。
閥門驅(qū)動(dòng)裝置按運(yùn)動(dòng)方式可分為直行程和角行程兩種。直行程驅(qū)動(dòng)裝置即多回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動(dòng)裝置，主要適用于各種類型的閘閥、截止閥和節(jié)流閥等；角行程驅(qū)動(dòng)裝置即只回轉(zhuǎn)90°轉(zhuǎn)角的部分回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，主要適用于各種類型的球閥、蝶閥等。
閥門驅(qū)動(dòng)裝置按能源形式可分為手動(dòng)（手柄手輪式、彈簧杠桿式）、電動(dòng)（電磁式、電動(dòng)機(jī)式）、氣動(dòng)（隔膜式、氣缸式、葉片式、空氣發(fā)動(dòng)機(jī)式、薄膜和棘輪組合式）、液動(dòng)（液壓缸式、液壓馬達(dá)式）、聯(lián)動(dòng)（電液聯(lián)動(dòng)、氣液聯(lián)動(dòng)）等各種形式。
在各種類型的閥門驅(qū)動(dòng)裝置中，電動(dòng)裝置占主導(dǎo)地位，它主要用在閉路閥門上。
氣動(dòng)裝置日前在防爆要求的場(chǎng)合應(yīng)用較廣，其中薄膜式氣動(dòng)裝置主要用在調(diào)節(jié)閥上。液動(dòng)裝置在長(zhǎng)輸管線上的自然緊急切斷閥和井口放噴閥上使用廣泛。
手動(dòng)裝置的手輪，大多數(shù)安裝在低、中壓截止閥和閘閥上；
手柄則用于高壓和超高壓截止閥、球閥及旋塞等閥類上。
氣液聯(lián)動(dòng)裝置，多用于輸氣管道，無電源的野外場(chǎng)合，它的動(dòng)力源即管道中的氣體。
一、閥門手動(dòng)裝置
手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的閥門，在各種工況的管路中，采用最為普遍。一種為手輪或手柄直接驅(qū)動(dòng)，一種為手輪借助齒輪傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
1）手輪或手柄。一般在啟、閉力矩比較小的情況下，一個(gè)人或最多兩個(gè)人的正常體力可以啟、閉閥門。通常，手輪或手柄的材料采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或碳鋼，也有采用鋁合金或塑料的。
2）撞擊式手輪。在高壓閥門上，為了增大操作扭矩多采用撞擊式手輪。撞擊式手輪由于手輪與閥桿螺母配合間留有適當(dāng)?shù)目諜n，使手輪能單獨(dú)空轉(zhuǎn)一定的角度，在啟、閉閥門的瞬間，可猛烈轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使手輪對(duì)閥桿螺母產(chǎn)生一個(gè)撞擊力，這個(gè)撞擊力可大大超過一般手輪的力量，增大了啟、閉扭矩。
3）齒輪傳動(dòng)手動(dòng)裝置。當(dāng)閥門由一人操縱需要相當(dāng)大的力時(shí)，通常采用齒輪或蝸輪蝸桿傳動(dòng)，以減輕啟、閉所產(chǎn)生的力。齒輪傳動(dòng)裝置有正齒輪和傘齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)比通常取1：3，多用于閘閥和截止閥。齒輪傳動(dòng)有開式一級(jí)齒輪傳動(dòng)和閉式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，目前多采用閉式二級(jí)齒輪傳動(dòng)。
手動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
操作方式
優(yōu) 點(diǎn)
頂部安裝螺紋桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
b.成本低
缺 點(diǎn)
a.安裝位置較高，操作不便
b.頂部需要有空間
側(cè)裝連桿機(jī)構(gòu)
a.動(dòng)作容易實(shí)現(xiàn)
a.振動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生高的支架應(yīng)力;b.易被腐蝕
在支架上安裝蝸桿蝸輪傳動(dòng)
a.完全密封和完全潤(rùn)滑
b.增加了驅(qū)動(dòng)裝置的高度
用手動(dòng)緊急關(guān)閉時(shí)要考慮到手輪轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)所需要的時(shí)間
單一的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)
人工調(diào)節(jié)，價(jià)格便宜
由于振動(dòng)（輪上的手把）常常會(huì)損壞閥門內(nèi)件或使鑄鐵支架斷裂
二、閥門電動(dòng)裝置
閥門電動(dòng)裝置按輸出方式有多回轉(zhuǎn)型（Z型）圖1和部分回轉(zhuǎn)型（Q型）圖2兩種。前者用于升降桿類閥門，如閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥等；后者用于球閥、旋塞閥、蝶閥等在90°范圍內(nèi)啟閉的閥門。
閥門電動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)
a.適用性較強(qiáng)，不受環(huán)境溫度影響
b.輸出轉(zhuǎn)矩范圍廣
c.控制方便，有利于工藝系統(tǒng)的自動(dòng)化操作
d.可實(shí)現(xiàn)超小型化
e.具有機(jī)構(gòu)自鎖性
f.安裝、維護(hù)、檢修方便
缺 點(diǎn)
a.結(jié)構(gòu)復(fù)雜
b.機(jī)械效率低，一般只有25～60%
c.輸出轉(zhuǎn)速不能太高或太低
d.易受電源電壓、頻率變化的影響
三、閥門氣動(dòng)裝置
閥門氣動(dòng)裝置在具有防爆要求的場(chǎng)合應(yīng)用較廣，按閥門氣動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將其分為三種，即薄膜式氣動(dòng)裝置、氣缸式氣動(dòng)裝置、擺動(dòng)式氣動(dòng)裝置，此外，還有氣動(dòng)馬達(dá)式氣動(dòng)裝置。典型的氣動(dòng)裝置及氣路系統(tǒng)。
單氣缸氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)
優(yōu) 點(diǎn)
a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
b.氣源容易獲得
c.能得到較高的開關(guān)速度
d.可安裝高速器，使開關(guān)速度按需要進(jìn)行調(diào)整
e.氣體壓縮性大，關(guān)閉時(shí)有彈性
缺 點(diǎn)
a.與液壓裝置相比結(jié)構(gòu)較大，不適于大口徑、高壓力的閥門。
b.因氣體有壓縮性，故速度不易均勻
四、液動(dòng)裝置
閥門液動(dòng)裝置由動(dòng)力源、控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分組成。動(dòng)力源的作用是把電動(dòng)或氣動(dòng)馬達(dá)的有效功率轉(zhuǎn)變成用于液體傳動(dòng)的流體動(dòng)力?？刂撇糠钟煽刂崎y門，如壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥和電氣控制系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩種，一種是油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；另一種是油馬達(dá)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
液動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)
a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小
b.輸出力大，傳動(dòng)平穩(wěn)可靠
c.容易獲得低速或高速，速度調(diào)節(jié)方便
d.能遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制
e.由于液壓油的粘性而提高效率，有自潤(rùn)滑及防銹性能
缺 點(diǎn)
a.油溫度引起油的粘度變化
b.液壓元件和管道易滲漏
c.配管、維修不方便
d.不適于對(duì)于信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算
五、聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置
閥門液壓驅(qū)動(dòng)裝置可與電動(dòng)、氣動(dòng)配合而組成電—液、氣—液聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。圖9即為管路切斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣—液聯(lián)動(dòng)緊急切斷閥。
電液聯(lián)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)
a.輸出力大
b.啟閉閥門動(dòng)作迅速
缺 點(diǎn)
a. 價(jià)格昂貴
b. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜
氣—液聯(lián)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu) 點(diǎn)
a.結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，可獲得很大的輸出扭矩
b.可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況選擇最經(jīng)濟(jì)適用的動(dòng)力源
c.通過定壓溢流閥可以精確地調(diào)整最大輸出扭矩
d.調(diào)速方便，調(diào)節(jié)范圍大，并且是無級(jí)調(diào)速
e.能夠適應(yīng)各種方式的自動(dòng)控制的需要
f.在閥門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中可以配蓄能器
缺 點(diǎn)
a.價(jià)格昂貴
b.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較低
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